实验07 探究电流与电阻大小关系

实验07探究电流与电阻的关系实验梳理1．【实验目的】在电压一定时，电流与电阻有什么关系？2．【实验器材】（1）电源、开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。（2）主要器材作用：①电压表：测定值电阻两端电压。②电流表：测定值电阻中的电流。③滑动变阻器的作用：A保护电路。B保持定值电阻两端的电压不变。【实验电路图和实物图】4.【实验步骤】保持电阻两端的电压不变，选用不同的定值电阻接入电路，探究通过电阻的电流是怎样随阻值变化的。5.【实验表格】次数12345电流/A0.60.30.20.150.1电阻/Ω5101520306．【实验结论】在电压不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比。7．【注意事项】（1）开关要断开。（2）电流表串联，电压表并联，选择合适的量程，“正进负出”。（3）A.滑动变阻器按“上下各一”的原则接入电路。B.闭合开关前，滑片移到阻值最大处。要点点拨1.滑动变阻器滑片的移动方向：更换了大阻值定值电阻后，滑片移动方向应该能使变阻器接入电路中的电阻值变大，从而保证电压表的示数不变。（换大调大，换小调小。）2.控制变量法的应用：保持定值电阻两端电压不变，改变定值电阻大小，研究电流随电阻的变化关系，观察并记录电流表示数。3.如何判断电流与电压成正比的方法：（1）算出每次电流与电阻的乘积，若乘积是定值，则电流与电阻成反比。（2）作出I-R图像，若图像为反比例函数，则电流与电阻成反比。4.关于实验结论的叙述：（1）不能少条件：在电压一定时。（2）不能乱先后顺序：不能反过来说。5.为了减少来回更换定值电阻的麻烦，实验中我们可以用电阻箱来代替定值电阻，通过调节电阻箱的旋钮来改变电阻大小。典例分析【典例1】在探究“电流与电阻的关系”的实验中，某小组设计了如图甲所示的实验电路.实验室中可选用的器材有：两节新干电池，电流表、电压表各一只，开关一个，阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、50Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器一个，导线若干.【基础设问】（1）如图乙所示的实验电路中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上画“×”，然后另画一根导线连接正确.（2）在连接实验电路时，开关应处于_______（填“断开”或“闭合”）状态.闭合开关前，应将滑动变阻器滑片滑到最_______（填“左”或“右”）端.此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和_______.（3）实验小组的小华先把10Ω的电阻接入电路，连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片时，发现电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压，则发生这种现象的原因可能是_______.（4）故障排除后，小华移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出电流表示数后，断开开关，她直接拆下10Ω的电阻，改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图丙所示，其示数是_______V，要完成这次实验，接下来她应将滑动变阻器滑片向_______（填“左”或“右”）端移动，并观察_______（填“电流表”或“电压表”），使其示数为_______V.【能力设问】（5）小华利用收集到的多组数据，作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图像，图中阴影部分“面积”表示的物理量是_______；进一步研究发现由图线上任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等，由此可得出的实验结论是______________.小华选用的滑动变阻器的最大阻值至少为_______Ω.（6）小组间交流时，发现相邻两个小组在相同的坐标系中画出的图像如图戊、己所示，你认为他们的图像不同的原因是______________.【拓展设问】（7）小亮也用图甲所示的电路图探究电流与电阻的关系，电源为两节新干电池，小亮选用的滑动变阻器的规格为“10Ω1A”.①若题述4个定值电阻均能完成实验，则应控制定值电阻两端电压不低于_______V；②若控制定值电阻两端电压为2V，则小亮可以选用的定值电阻的最大阻值为_______Ω；③小亮认为小华作出的图像为曲线，看起来不直观，于是将图像进行了变换，从而直观地判断出了I与R的关系，小亮的改进方法为______________；④实验中需要不断更换定值电阻，操作复杂，请你提出一条改进建议：______________.对点训练【对点1】某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验，电源电压3V保持不变。（1）请将图甲连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。（2）连接电路时开关必须_______，滑动变阻器滑片P应该位于_______（选填“A”或“B”）端。（3）滑动变阻器在电路中除了保护电路外，在实验过程中还起到_______的作用。（4）闭合开关后，同学们发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是_______。（5）排除故障后，先将5Ω定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一定值，此时电流表的示数如图乙所示，为_______A。（6）接下来断开开关，取下5Ω的定值电阻，换成10Ω的定值电阻，闭合开关，应向_______（选填“A”或“B”）端移动滑片，直至电压表示数为_______V时，读出电流表的示数。再更换为20Ω的定值电阻，继续进行实验，将实验数据记录在下面的表格中。实验次数123510200.20.1（7）由表中所示的实验数据，滑动变阻器的最大阻值应该不低于_______Ω。真题感悟1.（2023四川广元）同学们“探究电流与电阻的关系”时，实验室提供的器材有：电压恒为6V的电源一个，定值电阻5个（阻值分别为、、、、），规格为“

1A”的滑动变阻器一个，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。

（1）同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路，想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压，请你用笔画线代替导线，帮助他们把电压表正确连接在电路中（导线不能交叉）；（2）他们先将的电阻接在图甲中a、b间，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为；保持滑片不动，用的电阻替换a、b间的电阻后，需将滑动变阻器的滑片P向___________（选填“左”或“右”）端移动，才能保持a、b间的电压不变；再依次更换a、b间电阻为、继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像，如图乙所示。由乙图可知：a、b间电压的值为___________V；a、b间电压一定时。通过a、b间导体的电流与导体的电阻成___________比；（3）当他们用的电阻替换的电阻后，发现电压表示数始终不能调为。为继续完成此次探究，同学们一起设计了如下方案，下列方案不正确的一项是___________；A．将滑动变阻器更换为“

1A”的滑动变阻器，其余不变B．将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，其余不变C．只调节滑动变阻器，使为2.3V

实验07探究电流与电阻的关系典例分析【典例1】在探究“电流与电阻的关系”的实验中，某小组设计了如图甲所示的实验电路.实验室中可选用的器材有：两节新干电池，电流表、电压表各一只，开关一个，阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、50Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器一个，导线若干.【基础设问】（1）如图乙所示的实验电路中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上画“×”，然后另画一根导线连接正确.（2）在连接实验电路时，开关应处于_______（填“断开”或“闭合”）状态.闭合开关前，应将滑动变阻器滑片滑到最_______（填“左”或“右”）端.此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和_______.（3）实验小组的小华先把10Ω的电阻接入电路，连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片时，发现电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压，则发生这种现象的原因可能是_______.（4）故障排除后，小华移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出电流表示数后，断开开关，她直接拆下10Ω的电阻，改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图丙所示，其示数是_______V，要完成这次实验，接下来她应将滑动变阻器滑片向_______（填“左”或“右”）端移动，并观察_______（填“电流表”或“电压表”），使其示数为_______V.【能力设问】（5）小华利用收集到的多组数据，作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图像，图中阴影部分“面积”表示的物理量是_______；进一步研究发现由图线上任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等，由此可得出的实验结论是______________.小华选用的滑动变阻器的最大阻值至少为_______Ω.（6）小组间交流时，发现相邻两个小组在相同的坐标系中画出的图像如图戊、己所示，你认为他们的图像不同的原因是______________.【拓展设问】（7）小亮也用图甲所示的电路图探究电流与电阻的关系，电源为两节新干电池，小亮选用的滑动变阻器的规格为“10Ω1A”.①若题述4个定值电阻均能完成实验，则应控制定值电阻两端电压不低于_______V；②若控制定值电阻两端电压为2V，则小亮可以选用的定值电阻的最大阻值为_______Ω；③小亮认为小华作出的图像为曲线，看起来不直观，于是将图像进行了变换，从而直观地判断出了I与R的关系，小亮的改进方法为______________；④实验中需要不断更换定值电阻，操作复杂，请你提出一条改进建议：______________.答案：（1）如图所示.（2）断开；左；保持定值电阻两端电压不变（3）R断路（4）2.4；左；电压表；2（5）电压；电压一定时，电流与电阻成反比；25（6）这两个小组所控制的定值电阻两端的电压不同（7）①2.5；②20；③作图像；④用电阻箱替代定值电阻解析：（2）此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和控制定值电阻两端电压不变.（5）阴影部分“面积”可由横坐标和纵坐标的乘积得出，由可知，阴影部分面积为电压.用50Ω的电阻时，电路中的电流，滑动变阻器接入电路中的阻值，所以滑动变阻器最大阻值至少为25Ω.（7）①将10Ω的定值电阻接入电路，当其两端的电压为2V时，滑动变阻器两端的电压为1V，由串联电路的分压规律可得滑动变阻器接入电路中的电阻是5Ω；当将30Ω的定值电阻接入电路时，若电压表示数仍为2V，则滑动变阻器需要接入电路中的电阻为15Ω，而滑动变阻器的最大阻值为10Ω，故此时无法将电压表示数调节到2V.探究电流与电阻的关系时，接入电路的定值电阻的阻值越大，滑动变阻器需要接入电路的阻值越大，将题中所给的最大的定值电阻（50Ω）接入电路，当滑动变阻器接入电路中的阻值最大（为10Ω）时，定值电阻两端的电压为2.5V，故为使实验顺利完成，定值电阻两端的电压应不低于2.5V.②当控制定值电阻两端电压为2V时，滑动变阻器两端电压为1V，由①知，在探究电流与电阻的关系时，接入电路的定值电阻的阻值越大，滑动变阻器需要接入电路的阻值越大，故当滑动变阻器接入电路中的阻值最大（为10Ω）时，定值电阻的阻值最大，由串联分压可知，代入数据得，解得，故可以选用的定值电阻的最大阻值为20Ω.③根据可知，电压保持不变时，电流与电阻成反比关系.因，即电压保持不变时，电流I与电阻的倒数成正比.故可作图像.对点训练【对点1】某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验，电源电压3V保持不变。（1）请将图甲连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。（2）连接电路时开关必须_______，滑动变阻器滑片P应该位于_______（选填“A”或“B”）端。（3）滑动变阻器在电路中除了保护电路外，在实验过程中还起到_______的作用。（4）闭合开关后，同学们发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是_______。（5）排除故障后，先将5Ω定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一定值，此时电流表的示数如图乙所示，为_______A。（6）接下来断开开关，取下5Ω的定值电阻，换成10Ω的定值电阻，闭合开关，应向_______（选填“A”或“B”）端移动滑片，直至电压表示数为_______V时，读出电流表的示数。再更换为20Ω的定值电阻，继续进行实验，将实验数据记录在下面的表格中。实验次数123510200.20.1（7）由表中所示的实验数据，滑动变阻器的最大阻值应该不低于_______Ω。答案：（1）图见解析（2）断开；B（3）保持电阻R两端的电压不变（4）R断路（5）0.4（6）B；2（7）10解析：（1）滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联，如下图所示：（2）为了保护电路，闭合开关必须断开，滑动变阻器滑片P应该位于阻值最大处的B端；（3）探究电流与电阻的关系，应保持电阻R两端的电压不变，所以滑动变阻器在电路中除了保护电路外，在实验过程中还起到保持电阻R两端的电压不变；（4）闭合开关后，同学们发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电路可能断路，电压表示数接近电源电压，电压表与电源连通，原因可能是R断路；（5）排除故障后，先将5Ω定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一定值，此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.4A；（6）由欧姆定律可得，电阻的电压为：，根据串联分压原理可知，将定值电阻R由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，使电压表的示数为2V，读出电流表的示数；（7）由表格数据知定值电阻的阻值最大为20Ω，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为：，定值电阻的电压为滑动变阻器两端电压的，根据分压原理，当定值电阻的阻值最大为20Ω时，滑动变阻器连入电路的最大电阻为：。真题感悟1.（2023四川广元）同学们“探究电流与电阻的关系”时，实验室提供的器材有：电压恒为6V的电源一个，定值电阻5个（阻值分别为、、、、），规格为“

1A”的滑动变阻器一个，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。

（1）同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路，想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压，请你用笔画线代替导线，帮助他们把电压表正确连接在电路中（导线不能交叉）；（2）他们先将的电阻接在图甲中a、b间，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为；保持滑片不动，用的电阻替换a、b间的电阻后，需将滑动变阻器的滑片P向___________（选填“左”或“右”）端移动，才能保持a、b间的电压不变；再依次更换a、b间电阻为、继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像，如图乙所示。由乙图可知：a、b间电压的值为___________V；a、b间电压一定时。通过a、b间导体的电流与导体的电阻成___________比；（3）当他们用的电阻替换的电阻后，发现电压表示数始终不能调为。为继续完成此次探究，同学们一起设计了如下方案，下列方案不正确的一项是___________；A．将滑动变阻器更换为“

1A”的滑动变阻器，其余不变B．将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，其余不变C．只调节滑动变阻器，使为2.3V【答案】（1）

（2）右2反（3）C【解析】（1）电压表与定值电阻并联接入电路，注意接线柱正进负出，电压表选用3V的量程

（2）实验中，用10Ω的电阻替换5Ω，根据分